Polacy chcą badać skład chemiczny produktów za pomocą światła. Sztuczna inteligencja już na linii produkcyjnej oceni jakość produktu

Rozwój oraz miniaturyzacja spektrografów umożliwiają wykorzystanie nowych, wysoce wyspecjalizowanych narzędzi do analizy składu i jakości produktów. Spektrografia komputerowa cieszy się szczególnym powodzeniem w branży przetwórstwa żywności, gdzie przyczynia się do automatyzacji procesów kontrolnych i przyspiesza pracę linii produkcyjnych. Jednak może być wykorzystana także na szerszą skalę, np. do oceny zmian klimatycznych. – Jesteśmy w stanie zmierzyć nawet całą Ziemię –  mówi Jędrzej Kowalewski, prezes polskiego Scanway.

– Wszystko da się zmierzyć światłem, nawet skład chemiczny, ponieważ każdy obiekt ma swoją unikalną sygnaturę spektralną. To znaczy, że kolor chemiczny można zmierzyć, precyzyjnie analizując odcienie i barwy obiektu – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje Jędrzej Kowalewski, prezes zarządu Scanway. – HyperEye potrafi zobaczyć setki odcieni różnych barw, przetworzyć informacje na temat tego, z czego składa się dany obiekt, i poinformować, czy jakość naszego produktu jest odpowiednia. Możemy np. sprawdzić, czy na owocu znajdują się zarodniki pleśni, czy też jest to owoc czysty, pozbawiony wad.

Rozwój zaawansowanych systemów rozpoznawania i analizy obrazów pozwoli przyspieszyć i zautomatyzować szereg procedur, które przy wykorzystaniu tradycyjnych narzędzi analitycznych wymagały znacznie więcej czasu. Specjalistyczne kamery sprzężone z systemami sztucznej inteligencji umożliwiają wychwytywanie najdrobniejszych zmian i niedoskonałości produktów, których nie można wykryć gołym okiem.

Z narzędziami tego typu eksperymentuje m.in. firma ImpactVision, która rozwija metodę nieinwazyjnej kontroli jakości produktów spożywczych. System ten wykorzystuje kamery hiperspektralne do analizy widma światła w czasie rzeczywistym. Urządzenia optyczne analizują wygląd każdego obiektu w zasięgu widzenia obiektywu. Dane te są przesyłane do komputera wyposażonego w narzędzia sztucznej inteligencji, które wykrywają pierwsze oznaki zepsucia bądź zanieczyszczenia pożywienia i przesyłają te informacje na linię produkcyjną, aby odseparować je od pełnowartościowych produktów.

Polskie Scanway zaprojektowało z kolei kamery hiperspektralne HyperEye. Te jednak w przeciwieństwie do wielu konkurencyjnych rozwiązań nie zostały skonstruowane wyłącznie z myślą o wykorzystaniu na rynku spożywczym. Działają w pełni niezależnie i nie trzeba parować ich z zewnętrznymi komputerami wyszkolonymi w procesach rozpoznawania obrazu, dlatego można szybko i sprawnie przystosować je do funkcjonowania niemal w dowolnym środowisku, w tym m.in. w branży farmaceutycznej czy na liniach produkcyjnych fabryk samochodowych.

– HyperEye może zmierzyć obszar różnej wielkości, dzięki czemu znajdzie zastosowanie w fabryce, ale też w platformach lotniczych czy nawet satelitarnych. Jesteśmy w stanie zmierzyć nawet całą Ziemię –  podkreśla Jędrzej Kowalewski.

Potencjał spektrografów docenili także projektanci przemysłowych bezzałogowych pojazdów latających wykorzystywanych m.in. do monitoringu dużych przestrzeni z perspektywy lotu ptaka. Firma Parrot we współpracy z inżynierami Airinov opracowała hiperspektralny dron rolniczy. Jest on wykorzystywany do analizowania kondycji upraw w szerokim spektrum, dzięki czemu rolnicy mogą wykryć pierwsze symptomy zmian chorobowych upraw, które są niedostrzegalne na zdjęciach satelitarnych.

Potencjał spektrografów jest tak szeroki, że narzędzia te mogą sprawdzić się niemal w dowolnym środowisku produkcyjnym.

– Wciąż brakuje rozległej wiedzy na temat implementowania takich systemów. Możemy albo rozwijać sieć ekspertów, która będzie potrafiła takie rozwiązania wdrażać, albo podamy tę wiedzę ekspercką na tacy. HyperEye jest zamkniętym rozwiązaniem spektralnym, które jednocześnie ma w sobie wiedzę, automatycznie potrafi przetworzyć dane pochodzące ze światła i dać użytkownikowi informację na temat jakości produktu. Nie trzeba wiele wiedzieć, żeby móc takie rozwiązania wdrożyć w przemyśle – przekonuje ekspert.

Według analityków z firmy BCC Research wartość globalnego rynku spektroskopii w 2018 roku wyniosła 14,7 mld dol. Przewiduje się, że do 2023 roku wzrośnie do 17 mld dol. przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 3 proc.